Depuis 1859, les batteries au plomb sont les produits les plus utilisés dans le domaine des batteries, comme les automobiles, les locomotives et les navires. Il y a des batteries au plomb dans les avions et des équipements d’alimentation de secours, et les batteries au plomb sont bien reçues dans ces domaines. Mais pourquoi y a-t-il des plaintes concernant l’utilisation des mêmes produits sur des vélos électriques ? Il est généralement rapporté que la durée de vie est trop courte. Pourquoi est-ce? Ensuite, nous analysons les raisons qui affectent la durée de vie des batteries au plomb sous divers aspects ;

1. Défaillance de la vie causée par le principe de fonctionnement des batteries au plomb;

Le processus de charge et de décharge des batteries au plomb est un processus de réaction électrochimique. Lors de la charge, le sulfate de plomb forme de l’oxyde de plomb et lors de la décharge, l’oxyde de plomb est réduit en sulfate de plomb. Le sulfate de plomb est une substance très facile à cristalliser. Lorsque la concentration de sulfate de plomb dans l’électrolyte de la batterie est trop élevée ou que le temps d’inactivité statique est trop long, il se rassemble pour former de petits cristaux. Ces petits cristaux attirent l’acide sulfurique environnant. Le plomb est comme une boule de neige, formant de gros cristaux inertes. Le sulfate de plomb cristallin ne peut plus être réduit en oxyde de plomb lorsqu’il est chargé, mais précipitera et adhérera à la plaque d’électrode, entraînant une réduction de la zone de travail de la plaque d’électrode. Ce phénomène est appelé vulcanisation. Aussi appelé vieillissement. À ce stade, la capacité de la batterie diminuera progressivement jusqu’à ce qu’elle devienne inutilisable. Lorsqu’une grande quantité de sulfate de plomb s’accumule, il attire les particules de plomb pour former des branches de plomb. Le pontage entre les plaques positives et négatives provoquera un court-circuit de la batterie. S’il y a des espaces à la surface de la plaque d’électrode ou de la boîte en plastique scellée, des cristaux de sulfate de plomb s’accumuleront dans ces espaces et une tension d’expansion se produira, ce qui finira par provoquer la rupture de la plaque d’électrode ou la rupture de la coque, entraînant une rupture irréparable. conséquences. La batterie est physiquement endommagée. Par conséquent, un mécanisme important conduisant à la défaillance et à l’endommagement des batteries au plomb est la vulcanisation qui ne peut être empêchée par la batterie elle-même.

2. Raisons de l’environnement de travail particulier des vélos électriques

Tant qu’il s’agit d’une batterie, elle sera vulcanisée lors de son utilisation, mais les batteries au plomb dans d’autres domaines ont une durée de vie plus longue que les vélos électriques. En effet, la batterie plomb-acide d’un vélo électrique a un environnement de travail sujet à la vulcanisation.

Décharge profonde
La batterie utilisée dans la voiture ne se décharge que dans un sens lors de l’allumage. Après l’allumage, le générateur chargera automatiquement la batterie sans provoquer une décharge profonde de la batterie. Cependant, il est impossible de recharger un vélo électrique en roulant, et il dépasse souvent 60 % de la décharge profonde. Lors de la décharge profonde, la concentration de sulfate de plomb augmente, et la vulcanisation sera très grave.

Décharge à courant élevé
Le courant de croisière d’un vélo électrique sur 20 kilomètres est généralement de 4A, ce qui est déjà supérieur à sa valeur. Le courant de travail de la batterie dans d’autres domaines, ainsi que le courant de travail des vélos électriques en survitesse et surcharge sont encore plus importants. Les fabricants de batteries ont effectué des tests de cycle de vie de 70 % à 1C et 60 % à 2C. Après un tel test de durée de vie, de nombreuses batteries ont une durée de vie de 350 cycles de charge et de décharge, mais l’effet réel est assez différent. En effet, un fonctionnement à courant élevé augmentera la profondeur de décharge de 50 % et la batterie accélérera la vulcanisation. Par conséquent, comme le corps de la moto à trois roues est trop lourd et que le courant de fonctionnement est supérieur à 6 A, la durée de vie de la batterie de la moto électrique à trois roues est courte.

③Charge et décharge à haute fréquence
La batterie utilisée dans le domaine de l’alimentation de secours ne sera déchargée qu’après la coupure de courant. Si l’alimentation est coupée 8 fois par an, elle atteindra une durée de vie de 10 ans et n’aura besoin d’être rechargée que 80 fois. À vie, il est courant que les batteries de vélos électriques se chargent et se déchargent plus de 300 fois par an.

Charge à court terme
Les vélos électriques étant un moyen de transport, il n’y a pas beaucoup de temps de charge. Afin de terminer la charge d’une heure 36V ou 48V 20A dans les 8 heures, lorsque la tension de charge dépasse la tension de dégagement d’oxygène de la cellule (2.35V), il est nécessaire d’augmenter la tension de charge (généralement 2.7~2.9V pour la cellule) . Ou lorsque la tension de libération d’hydrogène (2.42 volts), due à la libération de trop d’oxygène, la batterie va ouvrir la soupape d’échappement, ce qui provoquera la perte d’eau et augmentera la concentration de l’électrolyte, et augmentera la vulcanisation de la batterie .

Ne peut pas être chargé à temps après la décharge
En tant que moyen de transport, la charge et la décharge des vélos électriques sont complètement séparées. Lorsqu’il est chargé et réduit en oxyde de plomb, il sulfure et forme des cristaux.

3. Raisons de la production de batteries
Compte tenu de la particularité des batteries plomb-acide pour vélos électriques, de nombreux fabricants de batteries ont adopté diverses méthodes. La méthode la plus courante est la suivante :

Augmenter le nombre de planches.
Changez la conception originale d’une seule grille de 5 blocs et 6 blocs en 6 blocs et 7 blocs, 7 blocs et 8 blocs, ou même 8 blocs et 9 blocs. En réduisant l’épaisseur des plaques d’électrode et des séparateurs et en augmentant le nombre de plaques d’électrode, la capacité de la batterie peut être augmentée.

② Augmenter la proportion d’acide sulfurique dans la batterie.
La densité d’acide sulfurique de la batterie flottante d’origine est généralement comprise entre 1.21 et 1.28, tandis que la densité d’acide sulfurique de la batterie de vélo électrique est généralement comprise entre 1.36 et 1.38, ce qui peut fournir plus de courant et augmenter le courant initial. capacité de la batterie.

La quantité et le rapport d’oxyde de plomb nouvellement ajouté en tant que matériau actif d’électrode positive.
L’ajout d’oxyde de plomb augmente les nouvelles substances de réaction électrochimique impliquées dans la décharge, ce qui augmente également le temps de décharge et augmente la capacité de la batterie.